DE3128990A1

DE3128990A1 - Method for processing signals of a Pulse Doppler radar system and a device for carrying out the method

Info

Publication number: DE3128990A1
Application number: DE19813128990
Authority: DE
Inventors: Ralph J. Linthicum Fritsch, Md
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1983-02-10

Abstract

With a Pulse Doppler radar system, the echo signals allocated for a multiplicity of adjacent Doppler frequencies to each individual range of a multiplicity of ranges are to be processed in a described method in such a way that accelerating or decelerating airborne targets such as rockets can be detected at any range, and in which at least two adjacent Doppler filters are supplied with a pre-defined integrated data string, e.g. over five integration cycles. <IMAGE>

Description

Verfahren zum Verarbeiten von Signalen eines Method for processing signals of a

Puls-Dopplerradarsystems sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von Signalen eines Puls-Dopplerradarsystems um das Abschießen einer Rakete von Flugzeugen festzustellen, wobei die empfangenen Echosignale jeweils für eine Vielzahl benachbarter Dopplerfrequenzen jeder einzelnen einer Vielzahl von Entfernungen ausgefilter werden und ferner ein Puls-Dopplerradarsystem zur Durchführung des Verfahrens. Pulse Doppler radar system and device for carrying out the method The invention relates to a method for processing signals from a pulse Doppler radar system to determine the launch of a missile from aircraft, with the received Echo signals in each case for a large number of neighboring Doppler frequencies of each individual a variety of distances are filtered out and also a pulse Doppler radar system to carry out the procedure.

Um den Uberlebungfaktor eines von einem anderen Flugzeug aus mit Raketen angegriffenen Flugzeugs, insbesondere wenn der Angriff aus geringer Entfernung erfolgt, zu vergrößern, ist es wichtig, daß das angegriffene Flugzeug den tatsächlichen Abschuß einer Angriffsrakete feststellt. Obwohl ein Radarsystem an Bord des angegriffenen Flugzeugs, wobei es sich in der Regel um ein Puls-Dopplerradarsystem handelt, ausreichend empfindlich ist, und eine Rakete mit geringer Fehlerrate selbst beim Vorhandensein von störenden Bodenechos feststellen kann, bleibt nach wie vor die Schwierigkeit eine abgeschossene und sich vom Flugzeug ablösende Rakete erfassen zu können, d.h. zwischen der Rakete und dem abschießenden Flugzeug unterscheiden zu können. To get the survival factor of one from another aircraft with Missiles attacked the aircraft, especially if the attack was from close range done to enlarge, it is important that the attacked aircraft is the actual one Detects launch of an attack missile. Although a radar system on board the attacked Aircraft, which is usually a pulse Doppler radar system, is sufficient is sensitive, and a missile with a low error rate even if it is present can detect disturbing ground echoes, the difficulty remains to detect a missile that has been launched and detaches itself from the aircraft, i.e. to distinguish between the missile and the downing aircraft.

Ein Ein typisches, für Verteidigungszwecke an Bord verwendetes Puls-Dopplerradarsystem arbeitet mit einer kohärenten Schwingung, welche eine Wellenlänge ;t, eine Impulsbreite 1 und eine Impulsfolgefrequenz fR hat. Ein solches Puls-Radarsystem umfaßt ferner eine Vielzahl von Entfernungstoren NG, welche der Signalverarbeitung während der Wiederholungszeit des Radarsystems dienen, wobei das Signal in jedem einzelnen Entfernungstor in einer herkömmlichen Filterbank aus NF Dopplerfiltern kohärent integriert wird. Jedes Dopplerfilter hat eine vorgegebene Bandbreite B. Nach dem Erfassen der Hüllkurve ist es üblich, eine nicht-kohärente Integration in jeder Dopplerzelle, welche durch die Koordinaten der Entfernungstore und der Dopplerfilter bestimmt wird, durchzuführen. Wenn die Gesamtheit der kohärenten Integrationsperiode und der nicht-köhärenten Integrationsperiode, welche als TINT bezeichnet wird, abgelaufen ist, wird das Ergebnis mit einem geeigneten Schwellenwert verglichen. A A typical one for defense purposes on board The pulse Doppler radar system used works with a coherent oscillation, which has a wavelength; t, a pulse width 1 and a pulse repetition frequency fR. A Such a pulse radar system further comprises a plurality of range gates NG, which serve for signal processing during the repetition time of the radar system, with the signal in each individual distance gate in a conventional filter bank NF Doppler filters is coherently integrated. Each Doppler filter has a predetermined one Bandwidth B. After capturing the envelope, it is common to use a non-coherent one Integration in each Doppler cell, which is determined by the coordinates of the range gates and the Doppler filter is determined to perform. If the entirety of the coherent Integration period and the non-coherent integration period, known as TINT is designated, has expired, the result is matched with an appropriate threshold compared.

Die Schwellwertdaten bestehen aus einer zweidimensionalen Matrix NG x NF , wobei NG die Entfernungstore und NF die Dopplerfilter kennzeichnet. Jedes Element dieser Matrix zeigt eine binäre "1", wenn der Schwellenwert für eine bestimmte Entfernungszelle überschritten wurde und eine binäre "0", wenn der Schwellenwert nicht erreicht worden ist. Diese Erfassungsmatrix wiederholt sich bei jeder Gesamtintegrationsperiode und wird zur Anzeige weitergegeben.The threshold data consists of a two-dimensional matrix NG x NF, where NG identifies the range gates and NF the Doppler filters. Each Element of this matrix shows a binary "1" when the threshold value for a given Distance cell has been exceeded and a binary "0" if the threshold has not been achieved. This detection matrix is repeated for every total integration period and is passed on for display.

Das Flugzeug, welches eine Rakete abschießt, ist zweifelsohne durch ein Radarecho gekennzeichnet, welches einen verhältnismäßig großen Radarquerschnitt hat. Ferner tritt eine durch die Triebwerke bedingte Modulation auf, die sich in Form diskreter Seitenbänder beiderseits der Dopplerfrequenz der Echos des Flugzeugskörpers darstellt. Im Gegensatz dazu hat die Rakete einen verhältnismäßig kleinen Radarquerschnitt und fliegt entlang einer Flugbahn, die im wesentlichen aus zwei Abschnitten besteht, nämlich der sogenannten Beschleunigungsphase mit 10 bis 20 g Beschleunigung , welche wenige Sekunden andauert und einer Freiflugphase bzw. bei einigen Raketen Raketen auch auftretenden aerodynamisch verzögerten Flugphasen.The plane that shoots a missile is undoubtedly through a radar echo marked, which has a relatively large radar cross-section Has. Furthermore, there is a modulation caused by the engines, which is reflected in Form of discrete sidebands on both sides of the Doppler frequency of the echoes of the aircraft body represents. In contrast, the missile has a relatively small radar cross-section and flies along a trajectory that essentially consists of two sections, namely the so-called acceleration phase with 10 to 20 g acceleration, which lasts a few seconds and a free flight phase or with some missiles Missiles also occurring aerodynamically delayed flight phases.

Die durch die Triebwerksmodulation entstehenden Amplituden der Seitenbänder liegen in der Größenordnung der Amplituden der Signale von der angreifenden Rakete. Der Frequenzabstand der Seitenbänder von einer gegebenen Kompressorstufe des Flugzeugs liegt in der Größenordnung von wenigen Kiloherz und hängt funktionell nur von der Anzahl der Kompressorschaufeln und der Triebwerksgeschwindigkeit'ab.The amplitudes of the sidebands caused by the engine modulation are of the order of magnitude of the amplitudes of the signals from the attacking missile. The frequency spacing of the sidebands from a given aircraft compressor stage is of the order of a few kilohertz and functionally only depends on the Number of compressor blades and the engine speed.

In einem Puls-Dopplerradarsystem gibt es drei Domänen, die zur Auflösung zwischen einer Rakete und dem abschießenden Flugzeug zur Auswertung zur Verfügung stehen. Es handelt sich dabei um den Winkel, die Entfernung und die Dopplerfrequenz. Die Winkeldomäne bereitet Schwierigkeiten, da die Rakete und das abschießende Flugzeug für eine beträchtliche Zeitdauer in der selben Azemut-Höhenzelle verbleiben können. Bei einem herkömmlichen Raketenangriff gegen das Heck des angegriffenen Flugzeuges ist die Winkelauflösung zwischen der Rakete und dem Flugzeug minimal. Für die Entfernungsdomäne kann der Ablauf einer Zeitdauer , bis sich die Rakete vom Flugzeug löst, in der Breite b eines Entfernungstores zugelassen werden. Diese Breite des Entfernungstores entspricht C U/2, wobei C die Lichtgeschwindigkeit ist. Die Zeit für diese Unterscheidung beträgt z TR, während der Beschleunigungsphase a und läßt sich durch nachfolgenden Ausdruck beschreiben: a TR = 2AR / a = Cit/ a Unglücklicherweise ist der einzige radarabhängige Parameter in der oben angegebenen Gleichung die Impulsbreite, welche jedoch auch in Abhängigkeit von anderen Systembedingungen betrachtet werden muß. Entfernungstor-Ablösezeiten in der Größenordnung von 2 bis 3 Sekunden sind nicht ungewöhnlich, d.h. derart lange Separationszeiten sind der Entfernungsdomäne eigen. Da während der anfänglichen Beschleunigungsphase die Änderung der Entfernung in Abhängigkeit hängigkeit von der Zeit eine lineare von Null ausgehende Funktion ist. Für den Fall der Dopplerfrequenzdomäne ergibt sich, daß die Änderung der Dopplerfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit im wesentlichen während der Beschleunigungsphase der Rakete eine Konstante ist. Die Zeit aTD , welche für die Beschleunigung a der Rakete benötigt wird, um eine Separation mit Hilfe eines Dopplerfilters von der Bandbreite B zu ermöglichen, wird durch nachfolgende Gleichung beschrieben: ATD = B/(2a /It ) Diese Größe hat für typische Radarparameter einen Bruchteil einer Sekunde. Daraus ergibt sich, daß eine Art Dopplerverarbeitung benutzt werden kann, um eine rasche Auflösung zwischen einer Rakete und einem abschießenden Flugzeug zu ermöglichen. Es ist z.B. das Verfolgen der Raketendopplerfrequenz entweder mit einer Spaltfiltertechnik, mit welcher die Differenz über die Summe benachbarter Filteramplituden gebildet wird, oder mit einer Doppler-Centroid-Technik, mit welcher eine Interpolation des Dopplerfrequenzverlaufes mit Hilfe benachbarter Dopplerfilter erfolgt, möglich. Bei der Verwendung dieser Techniken ergeben sich jedoch durch das Vorhandensein der Seitenbänder beträchtliche geräte technische Schwierigkeiten.In a pulse Doppler radar system there are three domains responsible for resolution between a missile and the launching aircraft are available for evaluation stand. These are the angle, the distance and the Doppler frequency. The angular domain is difficult because of the missile and the launching plane can remain in the same azemuth elevation cell for a considerable period of time. In a conventional missile attack against the rear of the attacked aircraft the angular resolution between the rocket and the aircraft is minimal. For the distance domain may be the lapse of a period of time before the missile detaches from the aircraft Width b of a distance gate. This width of the distance gate corresponds to C U / 2, where C is the speed of light. The time for this distinction is z TR, during the acceleration phase a and can be determined by the following Describe expression: a TR = 2AR / a = Cit / a Unfortunately, is the only one radar-dependent parameters in the above equation is the pulse width, which however, it must also be considered as a function of other system conditions. Distance gate release times on the order of 2-3 seconds are not unusual, i.e. such long separation times are inherent in the distance domain. Since during the initial acceleration phase the change in distance in Addiction dependence on time is linear starting from zero Function is. In the case of the Doppler frequency domain, the result is that the change the Doppler frequency as a function of time essentially during the acceleration phase the rocket is a constant. The time aTD, which for the acceleration a the Is needed to make a separation with the help of a Doppler filter from the missile Enabling bandwidth B is described by the following equation: ATD = B / (2a / It) This quantity is a fraction of one for typical radar parameters Second. It follows that some kind of Doppler processing can be used, a rapid resolution between a missile and a launching aircraft to enable. It is e.g. tracking the rocket doppler frequency with either a slit filter technology, with which the difference over the sum of neighboring Filter amplitudes is formed, or with a Doppler Centroid technique, with which an interpolation of the Doppler frequency curve with the help of neighboring Doppler filters takes place, possible. When using these techniques, however, arise through the presence of the sidebands causes considerable technical difficulties.

Es ist auch möglich, die gesamte Dopplerfilterbank entsprechend der Größe der Beschleunigung der Rakete rotieren zu lassen oder zu verschieben. Damit würden jedoch nur sich beschleunigende Ziele nicht kohärent mit der vollen Empfindlichkeit integriert.It is also possible to use the entire Doppler filter bank according to the Rotate or move the amount of acceleration of the rocket. In order to however, only accelerating targets would not be coherent with full sensitivity integrated.

Dieses Verfahren hat einen ganz offensichtlichen Nachteil, da nicht beschleunigende Ziele , wie z.B. der Flugzeugkörper selbst, oder die Rakete während der Freifluphase dazu tendieren, zu nicht feststellbaren Amplituden zu verschmieren. Auch das Vorhandensein einer großen Amplitude für das Echo des Flugzeugkörpers oder das Vorhandensein einer Vielzahl von Seitenbändern führt zu der Tendenz, das integrierte Ausgangssignal dahingehend zu verändern, daß Falschalarme alarme ausgelöst werden. Diese Schwierigkeiten sind geräteseitig nur extrem schwierig zu überwinden.This method has one very obvious drawback, because it doesn't accelerating targets, such as the aircraft body itself, or the missile during during the free-flow phase tend to smear to undetectable amplitudes. Also the presence of a large amplitude for the echo of the aircraft body or the presence of a plurality of sidebands tends to be the integrated To change the output signal so that false alarms alarms to be triggered. These difficulties are extremely difficult on the device side overcome.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Puls-Dopplerradarsystem zu schaffen, mit welchem eine vom Flugzeug sich ablösende Angriffsrakete schnell und sicher erfaßt und erkannt werden kann.It is therefore an object of the invention, a method and a pulse Doppler radar system to create, with which an attack missile detached from the aircraft quickly and can be reliably detected and recognized.

Diese Aufgabe wird für das eingangsseitig erwähnte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Amplitude jedes einzelnen ausgefilterten Signals mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen wird, um eine das Erfassen eines Ziels kennzeichnende binäre Größe für die Zeit während welcher ein solches Signal den Schwellenwert übersteigt, und ferner eine das Nicht-Erfassen eines Ziels kennzeichnende binäre Größe für die Zeit zu übertragen, während welcher ein solches Signal kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, daß die von einem Komparator für jedes Doppelfilter gelieferten Daten über eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgende Zeitperioden integriert werden, und daß der Abschuß einer Rakete nur zu Zeiten erfaßt wird, während welchen die Werte der Daten für eine Folge aufeinanderfolgender Zeitperioden und für eine bestimmte Entfernung einem vorgegebenen Muster von Erfassungs- und Nicht-Erfassungsdaten entsprechen.This object is achieved according to the invention for the method mentioned at the outset solved in that the amplitude of each individual filtered signal with a predetermined threshold value is compared to a detection of a target characterizing binary quantity for the time during which such a signal exceeds the threshold value, and also a binary variable for the non-detection of a target Time to transmit during which such a signal is less than the predetermined The threshold is that provided by a comparator for each double filter Data integrated over a predetermined number of consecutive time periods and that the launch of a missile is only detected at times during which the values of the data for a sequence of successive time periods and for a certain distance to a given pattern of acquisition and non-acquisition data correspond.

Ein Puls-Dopplerradarsystem zur Durchführung des Verfahrens zum Verarbeiten von Signalen, um das Abschießen einer Rakete vom Flugzeug festzustellen, wobei die empfangenen Echosignale jeweils für eine Vielzahl benachbarter Dopplerfrequenzen jeder einzelnen einer Vielzahl von Entfernungen ausgefilter werden, sieht vor, daß Einrichtungen vorhanden sind, um - die Amplitude jedes einzelnen ausgefilterten Signals mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen, wobei die Einrichtungen eine das Erfassen eines Ziels kennzeichnende binäre Größe für die Zeit, während welcher ein solches Signal den Schwellenwert übersteigt und ferner eine das Nicht- Nicht-Erfassen eines Zieles kennzeichende binäre Größe für die Zeit erzeugen, während welcher ein solches Signal kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, daß Integrationseinrichtungen vorhanden sind, welche die von einem Komparator für jedes Dopplerfilter gelieferte Daten über eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Zeitperioden integrieren, und daß ein Abschlußdetektor vorgesehen ist, welcher das Abschießen der Rakete in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Muster von für eine bestimmte Entfernung in einer Folge auftretenden Erfassungs- und Nicht-Erfassungsdaten feststellt.A pulse Doppler radar system for performing the method of processing of signals to determine the launch of a missile from the aircraft, the received echo signals each for a plurality of adjacent Doppler frequencies each one of a multitude of distances is filtered out provides that Facilities are in place to - the amplitude of each filtered out Compare signal with a predetermined threshold value, the facilities a binary quantity characterizing the acquisition of a target for the time during which such a signal exceeds the threshold value and furthermore a non- Not recording of a target generate binary quantity indicative of the time during which a such a signal is less than the predetermined threshold value that integrators are present, which are those supplied by a comparator for each Doppler filter Integrate data over a specified number of consecutive time periods, and that a completion detector is provided, which the launch of the missile in Depending on a given pattern of for a certain distance in detects acquisition and non-acquisition data occurring in a sequence.

Mit Hilfe des Verfahrens und des Puls-Dopplerradarsystems gemäß der Erfindung ist es möglich, ein spezielles Erkennungsmuster für Erfassungsdaten und Nicht-Erfassungsdaten in einer sequentiellen Matrix zu schaffen. Dieses Erkennungsmuster ist für beschleunigende Raketen charakteristisch und unterscheidet sich wesentlich von der Charakteristik der Echos des Flugzeugkörpers und der Seitenbänder des Flugzeugs von welchem die Rakete aus gestartet wird. Mit Hilfe der Erfindung und der dabei verwendeten logischen Schaltung wird eine binäre Zahl für jedes Entfernungstor zur Verfügung gestellt, in welchem zumindest zwei aufeinanderfolgende Dopplerfilter eine spezifische Datenfolge an Erfassungs- und Nicht-Erfassungsdaten vorheriger Integrationsperioden erkennen lassen. Mit Hilfe dieser Schaltungslogik kann eine abgeschossene Rakete rasch identifiziert werden, wenn zwei benachbarte Dopplerfilter eine bestimmte Folge von Daten in zumindest fünf der vorausgehenden aufeinanderfolgenden Integrationsperioden zeigen. Diese bestimmte Folge von Daten über fünf Integrationsperioden ergeben sich vorzugsweise wie folgt: (1) Es ergibt sich eine binäre Zahl entsprechend einem Nicht-Erfassen für zwei benachbarte Doppierfelder; (2) es ergibt sich eine binäre Zahl für ein Erfassen oder ein Nicht-Erfassen für eines der beiden benachbarten Dopplerfilter; (3) es ergibt sich eine binäre Zahl für das Erfassen für zwei benachbarte Dopplerfilter; (4) es ergibt sich eine Zahl für das Erfassen oder das Nicht-Erfassen für eines der beiden benachbarten Dopplerfilter; (5) (5) es ergibt sich eine binäre Zahl für das Nicht-Erfassen des Ziels für zwei benachbarte Dopplerfilter.With the help of the method and the pulse Doppler radar system according to Invention it is possible to create a special recognition pattern for detection data and Create non-acquisition data in a sequential matrix. This recognition pattern is characteristic of accelerating missiles and differs significantly on the characteristics of the echoes of the aircraft body and the sidebands of the aircraft from which the rocket is launched. With the help of the invention and thereby The logic circuit used is a binary number for each range gate Provided in which at least two consecutive Doppler filters a specific data sequence of acquisition and non-acquisition data from previous Identify periods of integration. With the help of this circuit logic, a Launched missile can be quickly identified when two adjacent Doppler filters a certain sequence of data in at least five of the preceding consecutive Show integration periods. This particular sequence of dates over five integration periods result preferably as follows: (1) A binary number results accordingly a non-detection for two adjacent doubling fields; (2) there is one binary number for a detection or a non-detection for one of the two neighboring ones Doppler filter; (3) There is a binary number for the detection for two neighboring ones Doppler filter; (4) There is a number for the detection or the non-detection for one of the two neighboring Doppler filters; (5) (5) it yields becomes a binary number for not acquiring the target for two adjacent Doppler filters.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand eines auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Fig. 1 das Blockdiagramm eines Puls-Dopplerradarsystems mit einem Abschußdetektor gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Blockdiagramm des Abschußdetektors gemäß Fig. 1.The invention with its advantages and features is based on a Explained in more detail on the drawing referring embodiment. Show it: Fig. 1 1 shows the block diagram of a pulse Doppler radar system with a launch detector according to the invention, Fig. 2 is a block diagram of the launch detector according to FIG. 1.

In Fig. 1 ist ein Puls-Dopplerradar 10 dargestellt, bei welchem über eine Antenne 11 die Radarimpulse einer bestimmten Frequenz eines Senders 12 abgestrahlt und Echoimpulse für einen Empfänger 13 empfangen werden. Ein herkömmlicher stabilisierter Uberlagerungsoszillator 14 ist mit dem Sender 12 und dem Empfänger 13 gekoppelt und bewirkt die Umwandlung der Echofrequenzlum die Zwischenfrequenz zur Vereinfachung der Verarbeitung zu korrigieren. Gleichzeitig dient der Überlagerungsoszillator als Zeitstandard, mit welchem die Verzögerung der Echosignale ausgemessen wird, um daraus eine Entfernungsinformation und einen kohärenten Frequenzstandard abzuleiten, mit dessen Hilfe die Dopplerverschiebung zur Gewinnung einer Geschwindigkeitsinformation ausgemessen wird. Die Echoimpulse werden anschließend vom Empfänger an eine digitale Signalverarbeitungsstufe 15 übertragen. Diese Verarbeitungsstufe 15 umfaßt einen Analog-Digital-Wandler um die Echoimpulse des Empfängers 13 und die Digitalwerte umzuwandeln, welchen bestimmten Entfernungstoren oder Zellen zugeordnet sind. Für jedes Entfernungstor werden die Impulse an eine FFT-Filterbank 17 angelegt, welche eine Umwandlung von der Zeit- zur Frequenzdomäne mit Hilfe einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) bewirkt, um zwischen freundlichen und feindlichen Zielen zu unterscheiden. Das Ausgangssignal der Filterbank 17 wird dann an einen herkömmlichen Hüllkurvendetektor 18 angelegt, welcher lineare Spannungssignale liefert, die eine Funktion der einhüllenden des Zwischenfrequenzsignals sind. Die ausgangsseitigen Spannungssignale des Hüllkurvendetektors 18 werden anschließend schließend in herkömmlicher Weise in einer nicht kohärenten Integrationsstufe 19 integriert. Die jeder Entfernung zugeordneten integrierten Signale werden anschließend mit einem Schwellwert in einer Vergleichsstufe 20 verglichen, um bestimmte Signale, welche ein vorgegebenes schwellwertabhängiges Kriterium erfüllen, an einen Abschußdetektor 21 zu übertragen. Das Ausgangssignal dieses Abschußdetektors 21 wird an ein ODER-Gatter 122 angelegt, um über dieses eine Anzeige anzusteuern, an welcher das Vorhandensein eines von der Vergleichsstufe 20 gelieferten Signals, welches ein freundliches Ziel kennzeichnet, oder das Abschießen einer Rakete über das Gatter 122 zur Anzeige zu bringen. Dieses Abschießen einer Rakete kann anders nicht schnell festgestellt werden. Es ergibt sich somit, daß der Abschußdetektor 21 parallel mit der herkömmlichen Detektorschaltung arbeitet, ausgenommen bezüglich einer Integrationsverzögerungszeit, die nachfolgend beschrieben wird.In Fig. 1, a pulse Doppler radar 10 is shown in which about an antenna 11 emits the radar pulses of a specific frequency from a transmitter 12 and echo pulses for a receiver 13 are received. A conventional stabilized one Local oscillator 14 is coupled to transmitter 12 and receiver 13 and effects the conversion of the echo frequency to the intermediate frequency for simplification correct the processing. The local oscillator serves at the same time as a time standard with which the delay of the echo signals is measured, in order to derive distance information and a coherent frequency standard from it, with the help of which the Doppler shift to obtain speed information is measured. The echo pulses are then sent by the receiver to a digital one Signal processing stage 15 transmitted. This processing stage 15 comprises one Analog-digital converter to the echo pulses of the receiver 13 and the digital values to convert which particular distance gates or cells are assigned. For Each range gate, the pulses are applied to an FFT filter bank 17, which a conversion from the time to the frequency domain using a fast Fourier transform (FFT) functions to distinguish between friendly and hostile targets. The output signal of the filter bank 17 is then sent to a conventional envelope curve detector 18 applied, which supplies linear voltage signals that are a function of the envelope of the intermediate frequency signal. The voltage signals on the output side of the envelope detector 18 will be subsequently closing in a conventional manner in a non-coherent integration level 19 integrated. The ones associated with each distance integrated signals are then compared with a threshold value in a comparison stage 20 compared to certain signals, which a predetermined threshold-dependent Fulfill the criterion to be transmitted to a launch detector 21. The output signal this launch detector 21 is applied to an OR gate 122 to over this to drive a display, on which the presence of one of the comparison stage 20 delivered signal, which indicates a friendly target, or shooting a missile via gate 122 to display. This shooting down one Missile cannot be identified quickly otherwise. It thus follows that the launch detector 21 operates in parallel with the conventional detector circuit, except with regard to an integration delay time, which is described below will.

Der Abschußdetektor 21 stellt eine Rakete während der Beschleunigungsphase in der Flugbahn fest, wogegen die herkömmliche Detektorschaltung aus den Stufen 16 bis 20 eine Rakete oder ein anderes Ziel während der Freiflugphase oder der aerodynamisch verzögerten Flugphase ermittelt. In beiden Fällen erfolgt die Anzeige der beiden unterschiedlichen Ausgangssignale über das ODER-Gattern 122 auf eine herkömmliche Anzeige.The launch detector 21 detects a missile during the acceleration phase stuck in the trajectory, whereas the conventional detector circuit from the stages 16 to 20 a missile or other target during the free flight phase or the aerodynamic delayed flight phase determined. In both cases, the two are displayed different output signals through the OR gate 122 to a conventional one Advertisement.

Der Abschußdetektor 21 besteht gemäß Fig. 2 aus fünf NG x NF -x 1-Bit-Registern 22 bis 26. Diese Register dienen der Speicherung der Schwellenwertdaten von der Vergleichsstufe 20 für die letzten fünf Integrationsperioden. Es sind Vorkehrungen getroffen, daß die Daten in herkömmlicher Weise während der aufeinanderfolgenden Integrationsperioden entsprechend der neu in das erste Register 22 eingegebenen Daten weiterverschoben werden. Jedes der einzelnen Register 22 bis 26 umfaßt eine Vielzahl individueller Entfernungszellen. Die Zelle 27 gehört beispielsweise zu einem Entfernungstor 8 des Dopplerfilters 5 im Register 22. Entsprechend gehört die Zelle 28 zum Entfernungstor fernungstor 4 des Dopplerfilters 8. Somit repräsentiert jedes einzelne Quadrat in der Darstellung der Register 22 bis 26 eine individuelle Entfernungszelle im Register. Für den Fall, daß das von der Vergleichsstufe 20 gelieferte Bit den Schwellenwert übersteigt, für welchen beispielsweise ein Treffer oder ein Wert vom festgestellten Ziel angenommen wird, dann wird in einer bestimmten Entfernungszelle eine binäre "1" gespeichert. Wenn dagegen das Signal von der Verg]eichsstufe 20 den Schwellenwert nicht übersteigt, wird eine binäre "0" von der Vergleichsstufe abgegeben und entsprechend in der zugeordneten Entfernungszelle gespeichert. In Fig. 2 ist z.B. eine binäre "0" im Entfernungstor 4 für die Dopplerfilter 1 und 2 gespeichert, wogegen eine binäre "1" im Entfernungstor 4 für das Dopplerfilter 3 des Registers 22 gespeichert ist. The launch detector 21 consists of five NG x NF -x 1-bit registers according to FIG 22 through 26. These registers are used to store the threshold data from the Comparison level 20 for the last five integration periods. There are precautions taken that the data in a conventional manner during the successive Integration periods corresponding to the newly entered into the first register 22 Data can be moved further. Each of the individual registers 22 to 26 includes one Variety of individual distance cells. The cell 27 belongs to, for example a range gate 8 of the Doppler filter 5 in the register 22. Correspondingly belongs the cell 28 to the distance gate distance gate 4 of the doppler filter 8. Thus, each individual square in the representation represents the registers 22 through 26 an individual distance cell in the register. In the event that the the comparison stage 20 supplied bit exceeds the threshold value for which For example, a hit or a value is accepted from the established target, then a binary "1" is stored in a certain range cell. if on the other hand, the signal from the comparison stage 20 does not exceed the threshold value, a binary "0" is output by the comparison stage and correspondingly in the assigned Distance cell saved. For example, in Figure 2, there is a binary "0" in the range gate 4 is stored for Doppler filters 1 and 2, while a binary "1" is stored in the range gate 4 is stored for the Doppler filter 3 of the register 22.

Gemäß der Erfindung umfaßt das Verfahren und das System zum Feststellen des Abschusses einer Rakte das Erkennen eines bestimmten Musters für die Erfassung und die Nichterfassung in den aufeinanderfolgenden Registern 22 bis 26. Das sequentielle Muster, welches als effektiv für die rasche Erkennung einer Rakete und des sie abschießenden Flugzeuges ermittelt wurde, wobei dieses Muster nicht charakteristisch für die Echos aufgrund des Flugzeugkörpers und der Seitenbänder ist, hat für eine spezielle Anwendung den folgenden Aufbau: (1) - nicht erfaßt -(2> - entweder erfaßt oder nicht erfaßt - "1" oder "0" (3) - erfaßt - "1" (4) - entweder erfaßt oder nicht erfaßt - "1" oder "0" (5) - nicht erfaßt - "0" Zur Mechanisierung des Abschußdetektors 21 werden für jede Entfernungszelle die Daten des ersten Registers 22 und des fünften Registers 26 in Bool'sche Weise komplementiert und an ein UND-Satter 29 zusammen mit den Daten des dritten Registers 26 übertragen tragen. Dabei werden die binären Daten von benachbarten Dopplerfiltern des Registers 22 an die Eingänge eines UND-Gatters 30 angelegt, und für den Fall , daß diese Eingänge mit einem solchen Signal beaufschlagt sind, das ausgangsseitig von einer Vergleichsstufe 31 eine binäre "0" festgestellt wird, dieses Signal über die Vergleichsstufe 31 zum UND<atter 29 weitergeleitet. Entsprechend werden die binären Daten von den benachbarten Dopplerfiltern 1 und 2 des Registers 26 an ein UND-Gatter 32 übertragen und wenn dessen Ausgangssignal als binäre "0" von einer Vergleichsstufe 33 erkannt wird, ebenfalls an das UNDGatter 29 übertragen. Dieselben benachbarten Dopplerfilter 1 und 2 des Registers 24 werden ebenfalls an das UND-Gatter 29 angelegt und lösen, wenn die beiden Eingangssignale eine binäre "1" darstellen, und die über die Vergleichsstufen 31 und 33 angelegten Signale eine binäre "0" sind, ein Ausgangssignal über die Leitung 34 aus, welches an die Dopplerzelle 35 eines Registers 36 übertragen wird, und anzeigt, daß eine Rakete im Entfernungstor 1 des Dopplerfilters 1 festgestellt wurde. Die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien für individuelle Entfernungszellen eingetragenen UND-Gatter sind derart angeschlossen, daß benachbarte Dopplerfelder für jede Entfernung nach derselben Logik behandelt werden, so daß eine binäre "1" für jede Dopplerzelle, welche eine Rakete feststellt, und eine binäre "0" für jede Dopplerzelle , welche keine Rakete feststellt, zum Register 36 übertragen wird.According to the invention the method and the system comprises for determining the launch of a rocket the recognition of a certain pattern for the capture and the non-detection in the successive registers 22 to 26. The sequential Pattern that is effective for the rapid detection of a missile and the one firing it Aircraft was determined, whereby this pattern is not characteristic of the echoes Because of the aircraft body and the sidebands it is made for a special application the following structure: (1) - not detected - (2> - either detected or not detected - "1" or "0" (3) - recorded - "1" (4) - either recorded or not recorded - "1" or "0" (5) - not detected - "0" to mechanize the launch detector 21 for each range cell, the data of the first register 22 and the fifth register 26 complemented in a Boolean manner and to an AND gate 29 together with the data of the third register 26 transferred wear. Thereby the binary Data from neighboring Doppler filters of the register 22 to the inputs of an AND gate 30 is applied, and in the event that such a signal is applied to these inputs are, a binary "0" is determined on the output side by a comparison stage 31 this signal is passed on via the comparison stage 31 to the AND <atter 29. The binary data from the neighboring Doppler filters 1 and 2 of the register 26 is transferred to an AND gate 32 and if its output signal is recognized as a binary "0" by a comparison stage 33, also to the AND gate 29 transferred. The same neighboring Doppler filters 1 and 2 of the register 24 become also applied to the AND gate 29 and solve when the two input signals represent a binary "1", and those applied via the comparison stages 31 and 33 Signals are a binary "0", an output signal via line 34, which is transmitted to the Doppler cell 35 of a register 36, and indicates that a Missile was detected in range gate 1 of Doppler filter 1. The in Fig. 2 AND gates entered with dashed lines for individual distance cells are connected in such a way that neighboring Doppler fields for each distance after the same logic, so that a binary "1" for each Doppler cell, which detects a missile, and a binary "0" for each doppler cell which no missile is detected is transferred to register 36.

Aus Fig. 2 kann man ferner entnehmen, daß die benachbarten Dopplerfilter 2 und 3 des Registers 23 mit einer binären "0" und einer binären "1" beaufschlagt sind, und nicht in die Erfassungsfolge gemäß der Erfindung passen. Entsprechend sind die Dopplerfilter 2 und 3 des Registers 24 nicht konform mit der erforderlichen Sequenz. Damit wird an das Register 36 für das Filter 2 eine binäre "0" übertragen. Es ergibt sich aus dem Vorstehenden, daß die verwendete Logik um entweder eine binäre "1" oder eine binäre "0" zu liefern, auch für die verbleibenden Entfernungszellen des Registers 36 für die Folge der Integrationsperioden für benachbarte Dopplerfilter filter eines jeden Entfernungstores wie beschrieben gültig ist. Die Daten in jeder Entfernungszelle werden natürlich während jeder Integrationsperiode weiterverschoben, so daß jeweils ein neues Paar von Entfernungszellen für jede folgende Integrationsperiode erfaßt wird.From Fig. 2 it can also be seen that the adjacent Doppler filters 2 and 3 of the register 23 have a binary "0" and a binary "1" applied to them and do not fit into the acquisition sequence according to the invention. Corresponding the Doppler filters 2 and 3 of the register 24 do not comply with the required Sequence. A binary "0" is thus transmitted to register 36 for filter 2. It can be seen from the foregoing that the logic used is either binary To supply "1" or a binary "0", also for the remaining distance cells of the register 36 for the sequence of integration periods for adjacent Doppler filters filter of each distance gate is valid as described. The data in each distance cell are of course shifted further during each integration period, so that in each case a new pair of range cells is detected for each successive integration period will.

Aus Fig. 2 geht ferner hervor, daß die Register 23 und 25 nicht in die logische Auswertung einbezogen sind, da die zweite und vierte Sequenz von fünf Integrationsperioden entweder für das sequentielle Muster die Bedeutung"erfaßt' oder"nicht-erfaßt" hat.From Fig. 2 also shows that the registers 23 and 25 are not in the logical evaluation are included as the second and fourth sequence of five Integration periods either for the sequential pattern the meaning "captured" or "not detected".

Im praktischen Einsatz läßt sich mit der Erfindung die Erfassungsreichweite für eine Rakete wesentlich verbessern, ohne daß ein Falschalarm auftritt. Aus der nachfolgenden Tabelle sind die Unterschiede bezüglich der Erfassungszeit für eine Rakete und die Vorteile der Erfindung im Vergleich mit einer Erfassungsmethode durch herkömmliche Entfernungstore zu entnehmen. Die Ergebnisse sind für verschiedene Angriffsarten beim Vorhandensein von Daten für den Flugzeugkörper und die Flugzeugseitenbänder dargestellt. Aus der Tabelle ist ferner auch die prozentuale Verbesserung der Abschußentfernung zum Zeitpunkt der Erfassung dargestellt.In practical use, the invention allows the detection range significantly improve for a missile without a false alarm occurring. From the The following table shows the differences in the acquisition time for a Missile and the advantages of the invention compared with a detection method to take conventional distance gates. The results are for different ones Types of attack in the presence of data for the aircraft body and the aircraft sidebands shown. The table also shows the percentage improvement in the firing distance shown at the time of acquisition.

TABELLE I Versuch Sequentielle Erfassung Entfernungstor-Erfassung Abschuß Zeit Abschuß Zeit entfernung (Sekude) entfernung / (Sekunde) (%) (%) 1 80 / 1,25 64 / 2,0 2 79 1 1,25 74 1 1,5 3 77 1 1,25 38 / 2,75 4 91 1 1,25 71 / 2,75 5 95 / 1,25 82 / 2,75 Mittelwert 85 1 1,25 65 1 2,35 In der praktischen Erprobung wurden M aus N binäre Integrationsdaten für eine Matrix aus elf Entfernungstoren x 46 Dopplerfilter für die vorliegende Integrationsperiode mit entsprechenden Daten verarbeitet, welche für die vorausgehenden vier Integrationsperioden gespeichert wurden. TABLE I Trial Sequential Acquisition Range Gate Acquisition Shooting time Shooting time distance (seconds) distance / (seconds) (%) (%) 1 80 / 1.25 64 / 2.0 2 79 1 1.25 74 1 1.5 3 77 1 1.25 38 / 2.75 4 91 1 1.25 71 / 2.75 5 95 / 1.25 82 / 2.75 mean 85 1 1.25 65 1 2.35 In the practical M out of N binary integration data for a matrix of eleven distance gates were tested x 46 Doppler filter for the present integration period with corresponding data processed which are stored for the previous four integration periods became.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erfassung der Abschußentfernung mit Hilfe eines Puls-Dopplerradarsystems geschaffen, welche sehr zuverlässig im Einsatz und einfach in ihrer Verwirklichung ist. Mit dem Verfahren und dem System lassen sich sowohl mit Beschleunigung oder mit Verzögerung fliegende Ziele wie z.B. Rakete durch das Ausgangssignal in Form einer binären s für jedes Entfernungstor feststellen, bei welchem zumindest zwei benachbarte Doppelfilter über fünf Integrationsperioden eine vorgegebene Sequenz zeigen. Diese Sequenz ist 1) nicht erfaßt, 2) entweder erfaßt oder nicht erfaßt, 3) erfaßt, 4) entweder erfaßt oder nicht erfaßt und 5) nicht erfaßt.The invention provides a device for detecting the firing distance created with the help of a pulse Doppler radar system, which is very reliable in the Commitment and is easy to achieve. With the process and the system targets flying with acceleration or with deceleration, such as Missile through the output signal in the form of a binary s for each range gate determine in which at least two adjacent double filters over five integration periods show a given sequence. This sequence is 1) not detected, 2) either recorded or not recorded, 3) recorded, 4) either recorded or not recorded and 5) not recorded.

Es ist selbstverständlich, daß der Abschußdetektor gemäß der Erfindung in verschiedenen Modifikationen zu verwirklichen ist. So könnte z.B.It goes without saying that the launch detector according to the invention can be realized in various modifications. E.g.

ein Abschußdetektor dafür verwendet werden, um lediglich die herkömmlichen Erfassungsdaten und die herkömmlichen Erfassungsdaten für den Abschuß separat zur Anzeige zu bringen, so daß man zwischen der Beschleunigungsphase und der Phase im freien Flug längs der Flugbahn unterscheiden kann. Diese Variation kann besonders vorteilhaft für den Fall sein, daß mit mehreren Raketen angegriffen wird. Eine andere Variation könnte ein zusätzliches sechstes Register enthalten, welches die laufenden sequentiellen Daten speichert. Dieses Register würde abgetastet werden um festzustellen, wenn mehr als ein Fleck von sequentiellen Erfassungspaaren entsprechend dere vorliegenden Erfindung in einem Entfernungstor auftreten. Das Löschen der Mehrfachdaten würde die -Zahl der falschen Alarme reduzieren, wenn durch Änderungen der Triebwerksgeschwindigkeiten die davon abhängigen Seitenbänder dazu tendieren, sich sich schnell genug zu verändern, um auf die Sequenz der Erfassung Einfluß zu haben. Es könnte auch das geschwindigkeitsbezogene Eingangssignal des Abschußdetektors derart skaliert werden, um die Trägerfrequenz zu akkommodieren. Dadurch könnte man den Einfluß der Ziel-Szintillation reduzieren. Ferner kann ein einzelner Abschußdetektor durch externe Modulation, welche mit einer der zweifachen Integra tionsperiode entsprechenden Rate flackert, beeinträchtigt werden, wodurch ein falsches Ausgangssignal erzeugt würde, das der Sequenz gemäß der Erfindung entsprechen würde. Um dies zu verhindern, kann ein zweiter Abschußdetektor vorgesehen werden, wobei lediglich eine abweichende Integrationsperiode Verwendung findet.a launch detector can only be used to detect the conventional Acquisition data and the conventional acquisition data for the launch separately from Bring display so that you can switch between the acceleration phase and the phase in can distinguish free flight along the trajectory. This variation can be special be advantageous in the event that several missiles are attacked. Another Variation could contain an additional sixth register, which shows the current stores sequential data. This register would be scanned to determine if there is more than one spot of sequential detection pairs corresponding to them Invention occur in a distance gate. Deleting the multiple data would Reduce the number of false alarms when due to changes in engine speeds the dependent collateral ligaments tend to become quickly change enough to affect the acquisition sequence. It could the speed-related input signal of the launch detector is also scaled in this way to accommodate the carrier frequency. This could reduce the influence of the Reduce target scintillation. Furthermore, a single launch detector can be through external Modulation, which corresponds to one of the double integration period Rate flickers will be affected, thereby producing a false output signal which would correspond to the sequence according to the invention. To prevent this, a second launch detector can be provided, with only a different one Integration period is used.

Jedoch würde der zweite Abschußdetektor zwei Filterbänke erforderlich machen, von denen jede Filterbank eine bestimmte Bandbreite hat. Selbstverständlich lassen sich die einzelnen Funktionen durch unterschiedliche Hardware und Software verwirklichen, wobei insbesondere durch die Veränderung in der Software eine große Variationsbreite gegeben ist.However, the second launch detector would require two filter banks make, of which each filter bank has a certain bandwidth. Of course the individual functions can be controlled by different hardware and software Realize, especially due to the change in the software a big one Range of variation is given.

Claims

Claims 4) Method for processing signals of a pulse Doppler radar system to determine the launch of a missile from aircraft, with the received Echo signals each for a large number of adjacent Doppler frequencies of each individual a plurality of distances are filtered out, characterized in that the amplitude of each individual filtered signal with a predetermined threshold value is compared to a binary quantity indicative of the acquisition of a target for the time during which such a signal exceeds the threshold value, and further a binary variable for the time that characterizes the non-detection of a target transmitted during which such a signal is less than the predetermined threshold is that the data supplied by a comparator for each 'double filter is about a predetermined number of consecutive time periods are integrated, and that the launch of a missile is only detected at times when the Values of the data for a sequence of successive time periods and for a specific one Removal conform to a predetermined pattern of acquisition and non-acquisition data.

2.) The method according to claim 1, characterized in that when detecting of the launch of the missile a sequence of the non-detection data corresponding integrated data at the beginning and at the end of the sequence for two adjacent Doppler frequencies is detected.

3 <) Method according to claim 1, characterized in that when Capture the launch of the missile a sequence of built-in data after a Pattern is detected, which the non-detection data (1) at least two adjacent Doppler filter, followed by acquisition data (3) for these two filters and further followed by non-detection data (5) of these two filters detected, with either Acquisition or non-acquisition data (2) or (4) between the non-acquisition data (1) and (5) and the acquisition data (3) for these filters of the sequence are also acquired will.

4.) Pulse Dopplerradarsyste m to determine the launch of a Missile from aircraft, the received being sent out by the pulse Doppler radar system Echo signals each for a large number of neighboring Doppler frequencies for each one a plurality of distances are filtered out, characterized in that Means are in place to measure the amplitude of each individual filtered out signal to compare with a predetermined threshold value, the facilities a Binary quantity indicative of the detection of a target for the time during which such a signal exceeds the threshold value and furthermore one does not detect of a target generate binary quantity indicative of the time during which such a signal is less than the predetermined threshold value that integrators (22, 23, 24, 25, 26) are present, which are those of a comparator (20) for each Doppler filter delivered data over a predetermined number of consecutive Time periods integrate, and that a launch detector (21) is provided, which the launch the missile depending on a predetermined pattern of for a particular Distance detects acquisition and non-acquisition data occurring in a sequence.

5.) pulse Doppler radar system according to claim 4, characterized in that that the launch detector (21) comprises means with which a series of integrated Data are recorded which non-recording data at the beginning and at the end of the sequence for two neighboring Doppler frequencies.

6.) Pulse Doppler radar system according to claim 4, characterized in that that the launch detector (21) detects the integrated data according to a pattern which the non-detection data (1) of at least two adjacent Doppler filters, followed by acquisition data (3) for these two filters and further followed by non-acquisition data (5) These two filters are captured, with either capture or non-capture data (2) or (4) between the non-detection data (1) and (5) and the detection data (3) for these filters of the sequence are also detected.